DE970278C

DE970278C - Device for displaying the distance and direction of bodies from an observation point

Info

Publication number: DE970278C
Application number: DEC1859A
Authority: DE
Inventors: John Edward Godeck
Original assignee: AC Cossor Ltd
Current assignee: AC Cossor Ltd
Priority date: 1939-12-05
Filing date: 1950-07-28
Publication date: 1958-09-04
Also published as: ES172579A1; GB646141A; FR961701A; FR926319A; BE474225A; GB609703A; US2663014A; NL64946C; BE463611A

Description

(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)

AUSGEGEBEN AM 4. SEPTEMBER 1958ISSUED SEPTEMBER 4, 1958

C 1859IX142 cC 1859IX142 c

ist in Anspruch genommenis used

Die Erfindung betrifft Geräte zur Anzeige der Entfernung und der Richtung von Körpern von einem Beobachtungspunkt, in welchem sich eine Einrichtung zur Aussendung von impulsförmigen Hochfrequenzsignalen von nicht mehr als io //.see Impulsdauer und eine Empfangseinrichtung für die Aufnahme der Echos dieser Signale mit einer Kathodenstrahlröhre befindet, deren beim Empfang eines Echos hell- bzw. dunkelgesteuerter Elektronenstrahl bei der Aussendung jedes Hochfrequenzsignals von der Schirmmitte aus radial nach außen abgelenkt und in der Richtung des Umfanges außerdem um den Schirmmittelpunkt herum abgelenkt wird.The invention relates to devices for displaying the distance and direction of bodies from an observation point, in which there is a device for emitting pulse-shaped High frequency signals of no more than io //.see Pulse duration and a receiving device for receiving the echoes of these signals with a cathode ray tube whose electron beam, which is light or dark-controlled when an echo is received, when each high-frequency signal is emitted deflected radially outward from the center of the screen and in the direction of the circumference is also deflected around the center of the screen.

Derartige Geräte sind in ihren Grundzügen bekannt und sind angegeben worden, um eine kontinuierliche Anzeige der Höhe über dem Boden an Bord eines Flugzeuges zu ermöglichen sowie eine Mes-Such devices are known in their basic features and have been specified to be continuous To display the height above the ground on board an aircraft as well as a measurement

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sung der Entfernung, und/oder Lage von Hindernissen in der Bahn der elektromagnetischen Wellen Diese bekannten Einrichtungen sind nicht dazu geeignet, eine landkartenartige Darstellung der Umgebung eines Beobachtungspunktes zu geben, sondern sie dienen, wie oben erwähnt, nur dazu, die Höhe des Flugzeuges zu messen bzw. Hindernisse in Fahrtrichtung festzustellen.Solution of the distance and / or location of obstacles in the path of the electromagnetic waves These known devices are not suitable for a map-like representation of the environment of an observation point, but rather, as mentioned above, they only serve to To measure the height of the aircraft or to detect obstacles in the direction of travel.

Um eine unmittelbare sinnfällige landkarteriartige ίο Darstellung zu erhalten, wird gemäß der Erfindung mit den impulsförmigen Hochfrequenzsignalen der volle Kreis um den Beobachtungspunkt im wesentlichen waagerecht abgetastet und als ein den vollen Kreisbereich synchron wiedergebendes Diagramm aufgezeichnet, das eine landkartenartige Darstellung· der Umgebung^ des Beobachtungspunktes ergibt; die Pause zwischen zwei aufeinanderfolgenden impulsförmigen Signalen ist dabei langer als die Summe der Laufzeiten bis zum entferntesten noch mit anzuzeigenden Körper und zurück, vorzugsweise länger als das Zwei- oder Dreifache dieser Summe, wobei die in der radialen Richtung des Leuchtschirmes wirksame Strahlablenkung den Elektronenstrahl bereits innerhalb der erwähnten as Laufzeitsumme bis zum Leuchtschirmrand ablenkt. Es ist zwar vorgeschlagen worden, nach der Echomethode, insbesondere mittels Ultraschall im Wasser, eine Abtastung eines Vollkreises um eine senk- - rechte Achse vorzunehmen, um durch eine einzige Lotung gleichzeitig den ganzen Umkreis oder einen größeren Bereich des Umkreises zu erfassen. Jedoch erfolgt dabei die Ausstrahlung über den Vollkreis gleichzeitig. Außerdem ist bei diesem Verfahren nicht an die Anwendung von impulsförmigen Hochfrequenzsignalen gedacht.To an immediately obvious landkarteri-like ίο Obtaining representation is according to the invention with the pulsed high-frequency signals the full circle around the observation point is essentially scanned horizontally and as a diagram reproducing the full circle area synchronously recorded, which gives a map-like representation of the surroundings of the observation point; the pause between two consecutive pulse-shaped signals is longer than the sum of the running times to the most distant body still to be displayed and back, preferably longer than two or three times this sum, being in the radial direction of the Luminescent screen effective beam deflection the electron beam already within the mentioned The total running time distracts to the edge of the luminescent screen. Although it has been suggested, by the echo method, especially by means of ultrasound in the water, scanning a full circle around a - to undertake the right axis in order to simultaneously cover the entire circumference or a to capture larger area of the perimeter. However, the broadcast takes place over the full circle simultaneously. In addition, this method does not require the use of pulse-shaped High frequency signals thought.

Ein anderer Vorschlag, wie er ebenfalls Gegenstand eines älteren Patentes ist, geht auch dahin, den Meßraum nacheinander bei periodischer Schwenkung eines Richtantennensystems waagerecht abzutasten. Als Anzeigeorgan dient dabei ein Braunsches Rohr, dessen Elektronenstrahl einerseits in Abhängigkeit von der Schwenkbewegung des Antennensystems und andererseits nach einer der Entfernungsanzeige dienenden Zeitfunktion abgelenkt wird. Die Ausgangsspannung des Empfängers wird dem Intensitätssteuerorgan dieses Braunschen Rohres zugeführt. Demgegenüber ist bei dem Gerät gemäß der erfindungsgemäßen Kombination durch die besondere Bemessung der Intervalle zwischen zwei aufeinanderfolgenden impulsförmigen Signalen im Verhältnis zu der Laufzeit des Signals bis zu dem entferntesten noch anzuzeigenden Objekt und zurück sowie durch die Ablenkung des Elektronenstrahls bereits innerhalb dieser Zeitspanne bis zum Leuchtschirmrand noch dafür Sorge getragen, daß mehrdeutige Anzeigen durch Reflexionen an Objekten außerhalb der größten Meßentfernung auf dem Schirm nicht entstehen können.Another proposal, which is also the subject of an earlier patent, also goes there, the Scanning the measuring room one after the other with periodic swiveling of a directional antenna system horizontally. A Braunsches tube is used as a display element, the electron beam of which is on the one hand in Depending on the pivoting movement of the antenna system and, on the other hand, on one of the distance displays serving time function is distracted. The output voltage of the receiver is the intensity control organ of this Braun tube fed. In contrast, in the device according to the combination according to the invention by the special dimensioning of the intervals between two consecutive pulse-shaped signals im Relation to the transit time of the signal to the most distant object still to be displayed and back as well as by the deflection of the electron beam within this period of time up to The edge of the luminescent screen still ensures that ambiguous displays are caused by reflections on objects outside of the greatest measuring distance on the screen cannot arise.

Durch die Erfindung gelingt es so, eine eindeutige Anzeige zu erhalten, die unmittelbar sinnfällig auch einem nicht mit der Betriebsweise im einzelnen vertrauten Benutzer, z. B. dem Steuermann eines Schiffes oder einem Flugzeugführer, eine Darstellung an die Hand gibt, die mit einer normalen Karte verglichen werden kann. Es ist ohne weiteres möglich, das -Schirmbild mit einer im gleichen Maßstab gezeichneten Land- oder Seekarte zur Deckung zu bringen und daraus die notwendigen Schlüsse über die Lage des Beobachtungsortes oder die Lage von etwaigen Hindernissen oder aufzusuchenden Gegenständen zu ziehen.The invention makes it possible to obtain an unambiguous display that is also immediately apparent a user unfamiliar with the operation in detail, e.g. B. the helmsman of a ship or a pilot, a representation that is compared to a normal map can be. It is easily possible to use the screen image drawn on the same scale Bring map or sea map to cover and draw the necessary conclusions about it the location of the observation site or the location of any obstacles or objects to be visited to pull.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, in welcher dieAn embodiment of the invention is described below with reference to the drawing, in which the

Fig. ι eine schematische Darstellung des Senders und Empfängers und der zugehörigen Geräte enthält, während dieFig. Ι a schematic representation of the transmitter and receiver and associated equipment, while the

Fig. 2 ein Schaltbild desjenigen Teiles des Gerätes darstellt, der eine geeignete Ablenkung des Strahles in der Kathodenstrahlröhre hervorbringt.Fig. 2 is a circuit diagram of that part of the device which provides a suitable deflection of the Produces beam in the cathode ray tube.

In Fig. ι sind mit 1 und 2 Antennenanordnungen zur Aussendung und zum Empfang, auf einer gemeinsamen Achse liegend, bezeichnet, von denen jede ausgesprochene Richtwirkung besitzt. Jede dieser Antennen kann z. B. vom Yagi-Typus sein. Die Antennen 1 und 2 sind so angebracht, daß sie mittels eines Motors 4 auf der Welle 3 gemeinsam angetrieben werden können. Die Speiseleitungen 5 und 6 verbinden die Antennen 1 und 2 mit einem Sender 7 bzw. einem Empfänger 8.In Fig. Ι are 1 and 2 antenna arrangements for sending and receiving, lying on a common axis, designated by which has every pronounced directivity. Each of these antennas can e.g. B. be of the yagi type. the Antennas 1 and 2 are mounted in such a way that they are driven together on shaft 3 by means of a motor 4 can be. The feed lines 5 and 6 connect the antennas 1 and 2 to a transmitter 7 or a recipient 8.

Der Sender 7 ist so beschaffen, daß mittels der Antenne 1 eine regelmäßige Folge von hochfrequenten Impulsen einer Frequenz von ungefähr 200 MHz ausgestrahlt wird, wobei die Dauer jedes Impulses von der Größenordnung 3 Mikrosekunden ist und der Zeitabstand zwischen den Impulsen von der Größenordnung 1000 Mikrosekunden. Die Antennen ι und 2 und die Speiseleitungen 5 und 6 müssen natürlich entsprechend der Frequenz der zu sendenden Welle bemessen sein.The transmitter 7 is designed so that by means of the antenna 1 a regular sequence of high-frequency Pulses emitted at a frequency of approximately 200 MHz, the duration of each pulse is of the order of 3 microseconds and the time interval between the pulses of the On the order of 1000 microseconds. The antennas ι and 2 and the feed lines 5 and 6 must of course be dimensioned according to the frequency of the wave to be transmitted.

Die Kathodenstrahlröhre 9 besitzt vier vorzugsweise gleich empfindliche Ablenkplatten, denen die Ablenkpotentiale von einem Ablenkkreis 10 zugeführt werden. Dieser Kreis 10 ist im einzelnen in Fig. 2 dargestellt. Seine Aufgabe besteht darin, den Leuchtfleck auf dem Kathodenstrahlröhrenschirm längs eines kreisförmigen Weges mit konstanter Winkelgeschwindigkeit entsprechend einer sinusförmigen Eingangsspannung abzulenken und eine Ablenkung des Leuchtfleckes in radialer Richtung entsprechend einer anderen Eingangsspannung hervorzubringen. The cathode ray tube 9 has four preferably equally sensitive deflection plates, which the Deflection potentials are supplied by a deflection circuit 10. This circle 10 is in detail in Fig. 2 shown. Its job is to find the light spot on the cathode ray tube screen along a circular path with constant angular velocity corresponding to a sinusoidal one Divert input voltage and a deflection of the light spot in the radial direction according to another input voltage.

In Fig. 2 sind die Röhren F₁, F₂, F₃, F₄ Sechspolröhren oder andere Röhren von ähnlichen Betriebseigenschaften. Die Ausgangsspannungen der Röhren F₁ und F₂ werden dem einen Ablenkplattenpaar X₁ und X₉ der Kathodenstrahlröhre 9 zugeführt, während die Ausgangsspannungen der Röhren F₃ und F₄ dem anderen Ablenkplattenpaar F₁, F₂ zugeführt werden.In Fig. 2, tubes F ₁ , F ₂ , F ₃ , F _{4 are} six-pole tubes or other tubes of similar operating characteristics. The output voltages of the tubes F ₁ and F ₂ are fed to one pair of deflector plates X ₁ and X _{9 of} the cathode ray tube 9, while the output voltages of the tubes F ₃ and F ₄ are fed to the other pair of deflector plates F ₁ , F _2.

An den Ausgangswiderständen R₁, R₂, R₃ und R_i sind Schleifkontakte zur relativen Justierung, die etwa notwendig sein sollte, vorgesehen. Die Eingangsgitter werden mit sinusförmig verlaufenden Spannungen von einer Spannungsquelle 11 aus gespeist. Die gleich großen Widerstände R₅ und R_e Sliding contacts for relative adjustment, which should be necessary, are provided at the output resistors R ₁ , R ₂ , R ₃ and R _i. The input grids are fed with sinusoidal voltages from a voltage source 11. The equal resistances R ₅ and R _e

stellen einen Erdungspunkt her, so daß die Eingangsspannungen für die Gitter der Röhren F₁ und F₂ gegentaktmäßig und symmetrisch zur Erde verlaufen. Die aus Kondensatoren und Widerständen bestehende Brücke 12 liefert Eingangsspannungen für die Eingangsgitter der Röhren F₃ und F₄, die ebenfalls gegentaktmäßig verlaufen und 90⁰ Phasenverschiebung gegenüber den Gitterspannungen der Röhren V₁ und V₂ besitzen.establish a grounding point so that the input voltages for the grids of the tubes F ₁ and F _{2 are} push-pull and symmetrical to earth. The bridge 12, which consists of capacitors and resistors, supplies input voltages for the input _{grids of the tubes F 3} and F ₄ , which are also push-pull and have 90 ⁰ phase shift with respect to the grid voltages of the tubes V ₁ and V ₂ .

Wenn alle Röhren V₁ bis V_i gleiche Verstärkung aufweisen, beschreibt der Leuchtfleck auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre einen Kreis.If all tubes V ₁ to V _{i have the} same gain, the light spot on the screen of the cathode ray tube describes a circle.

Die Radial-Ablenkspannungen für die Steuergitter (Regelgitter) der Röhren V₁, V₂, V₃ und F₄ werden parallel durch die Leitung 13 zugeführt, und zwar über die Kondensatoren C₁ bis C₄ und die Widerstände R₇ bis R₁₀. Der Zweck dieser Widerstände besteht darin, parasitäre Schwingungen zu verhindern. Wenn sich die Spannung bei 13 ändert, ändert sich demgemäß die Steilheit aller Röhren F₁ bis F₄ in gleicher Weise und synchron miteinander und verändert somit den Radius der kreisförmigen Leuchtspur, ohne seine Kreisform zu beeinflussen. Die Widerstände A₁₁ und i?₁₂ mit den Parallelkondensatoren C₅ erzeugen eine Vorspannung für die Steuergitter über die Widerstände R_u und für die Eingangsgitter über die Widerstände R₅, R₆ und die Brückenschaltung 12.The radial deflection voltages for the control grid (control grid) of the tubes V ₁ , V ₂ , V ₃ and F ₄ are fed in parallel through the line 13, via the capacitors C ₁ to C ₄ and the resistors R ₇ to R ₁₀ . The purpose of these resistors is to prevent parasitic oscillations. If the voltage changes at 13, the steepness of all tubes F ₁ to F ₄ changes accordingly in the same way and in synchronism with one another and thus changes the radius of the circular tracer without influencing its circular shape. The resistors A ₁₁ and i? ₁₂ with the parallel capacitors C ₅ generate a bias voltage for the control grid via the resistors R _u and for the input grid via the resistors R ₅ , R ₆ and the bridge circuit 12.

Wenn veränderliche Widerstände einer Größe, die mit derjenigen der Vorspannungswiderstände A₁₁ und R₁₂ vergleichbar ist, in Reihe mit den Nebenschlußkondensatoren C₅ geschaltet werden, können diese so eingestellt werden, daß jede Fehlanpassung der Röhrenkennlinien korrigiert wird. Die Sinusspannungsquelle π in Fig. 2 ist in Fig. ι durch einen Wechselströmgenerator 14 dargestellt, der synchron mit den Antennen angetrieben wird und eine sinusförmige Spannung erzeugt, deren Frequenz der Umlauf frequenz der Antennen gleich ist. Die Ausgangs spannung des Generators 14 wird über ein Phaseneinstellgerät 15 dem Ablenkkreis 10 zugeführt.When variable resistors of a magnitude comparable to that of the bias resistors A ₁₁ and R ₁₂ are connected in series with the shunt capacitors C ₅ , they can be adjusted to correct for any mismatch in the tube characteristics. The sinusoidal voltage source π in Fig. 2 is shown in Fig. Ι by an alternating current generator 14, which is driven synchronously with the antennas and generates a sinusoidal voltage, the frequency of which is the same as the frequency of rotation of the antennas. The output voltage of the generator 14 is fed to the deflection circuit 10 via a phase adjuster 15.

Der Leuehtfleck auf dem Röhrenschirm muß vom Mittelpunkt aus in radialer Richtung mit konstanter Geschwindigkeit in demjenigen Augenblick zu laufen beginnen, in welchem ein Impuls von der An-■ tenne 1 ausgesandt wird. Um diese Ablenkung hervorzubringen, ist ein linearer Sägezahngenerator 16 an den Sender 7 angeschlossen, derart, daß bei jedem Impuls ein Sägezahnrücklauf erzeugt wird. Die Sägezahnausgangsspannung wird bei 13 (Fig. 2) . ; dem Ablenkkreis 10 zugeführt.The light spot on the tube screen must be constant from the center point in the radial direction Speed at the moment in which an impulse from the on ■ tenne 1 is sent out. To create this deflection, a linear sawtooth generator 16 is used connected to the transmitter 7 in such a way that a sawtooth return is generated with each pulse. the Sawtooth output voltage becomes at 13 (Fig. 2). ; the deflection circuit 10 supplied.

Das Steuergitter der Kathodenstrahlröhre ist so vorgespannt, daß, solange die Antenne 2 keine Signale empfängt, der Strahl gesperrt bleibt. Wenn jedoch das Echo eines durch> die Antenne 1 ausgesandten Impulses auf die Antenne 2 auftritt, so gelangt die Empfangsspannung über einen Empfänger 8 an das Steuergitter der Kathodenstrahlröhre 9, und es tritt ein kurzseitiger Strahlstrom auf, so daß ein heller Leuehtfleck an derjenigen Stelle des Schirmes erscheint, bis zu welchem der vorher ausgetastete Strahl in diesem Augenblick durch die Ablenkspannung des Kreises 10 abgelenkt war. Vorzugsweise sind Signalbegrenzungseinrichtungen vorgesehen, so daß Empfangssignale verschiedener Amplitude praktisch die gleiche Anzeige auf dem Röhrenschirm hervorbringen. -The control grid of the cathode ray tube is biased so that as long as the antenna 2 no signals receives, the beam remains blocked. However, if the echo of a through> the antenna 1 emitted pulse occurs on the antenna 2, so arrives the received voltage via a receiver 8 to the control grid of the cathode ray tube 9, and a short-sided jet current occurs, so that a bright light spot on that Position of the screen up to which the previously blanked beam appears at this moment was deflected by the deflection voltage of circle 10. Signal limiting devices are preferred provided so that received signals of different amplitude practically the same display on the tube screen. -

Gewünschtenfalls kann die Steuergitterspannung der Kathodenstrahlröhre auch umgekehrt werden, so daß normalerweise ein Strahlstrom fließt, der jedoch dann beim Empfang eines Echosignals gesperrt wird, so daß sich ein dunkler Fleck auf dem hellen Leuchtschirm ergibt.If desired, the control grid voltage of the cathode ray tube can also be reversed, so that normally a beam current flows, which is then blocked when an echo signal is received so that there is a dark spot on the bright fluorescent screen.

Die Zeitspanne zwischen aufeinanderfolgenden Sendeimpulsen soll vorzugsweise ungefähr zwei- oder dreimal so groß sein wie die Zeitspanne, die ein Signalimpuls benötigt, um vom Sender bis zu dem abzumessenden Körper zu laufen und als Echo zurückzukehren, und zwar bei der weitesten Entfernung vom Sende- und Empfangsort, die noch angezeigt werden muß. Ein reflektiertes Signal bei einer Lage des Körpers außerhalb dieses Anzeigebereichs, aber noch in so kleiner Entfernung, daß eine Reflektion von ausreichender Stärke auftritt, kann dann keine störenden Anzeigewerte auf dem Schirm hervorrufen, da im Zeitpunkt des Eintreffens dieses reflektierten Signals der Kathodenstrahl bereits bis zu einem Punkt außerhalb des Schirmdurchmessers abgelenkt ist.The time span between successive transmission pulses should preferably be about two or three times the length of time it takes a signal pulse to get from the transmitter up to to run along the body to be measured and return as an echo at the furthest distance from the sending and receiving location, which still has to be displayed. A reflected signal at a position of the body outside this display area, but still at such a small distance that If a reflection of sufficient strength occurs, no disruptive display values can be shown on the Create a screen, since the cathode ray is already at the time of arrival of this reflected signal is deflected to a point outside the screen diameter.

Bei langsamen Rotationsgeschwindigkeiten des Kathodenstrahls kann eine Röhre mit längerer Nachleuchtdauer des Schirms mit Vorteil benutzt werden, so daß der Leuehtfleck nicht vollständig verschwunden ist, bevor ein neuer Leuehtfleck aufgezeichnet wird. Dies hat den weiteren Vorteil, daß anzuzeigende Körper, die sich gegenüber den Antennen bewegen, mit einem in seiner Helligkeit abklingenden Schweif angezeigt werden, so daß auch die Bewegungsrichtung der Körper erkennbar ist.At slow rotational speeds of the cathode ray, a tube with longer Afterglow period of the screen can be used to advantage, so that the Leuehtfleck not completely has disappeared before a new light mark is recorded. This has the further advantage that Bodies to be displayed that move in relation to the antennas, with one that decays in its brightness Tail are displayed so that the direction of movement of the body is recognizable.

Statt eine gewöhnliche Kathodenstrahlröhre, die für die Ablenkung in rechtwinkeligen Koordinaten in Verbindung mit einem Ablenksteuerkreis nach Fig. 2 eingerichtet ist, zu benutzen, kann vorteilhafterweise auch eine Kathodenstrahlröhre mit einer Ablenkeinrichtung für Polarkoordinaten verwendet werden.Instead of an ordinary cathode ray tube that is used for deflection in right-angled coordinates in connection with a deflection control circuit according to FIG. 2 can advantageously be used also used a cathode ray tube with a deflector for polar coordinates will.

Ferner kann man statt einer konstanten Ablenkgeschwindigkeit für die Radialablenkung des Strahls über die Schirmoberfläche auch eine Ablenkung, die nach einem anderen Zusammenhang der Ablenkgeschwindigkeit mit' der Zeit verläuft, verwenden, beispielsweise kann die Geschwindigkeit mit zunehmender Zeit abnehmen, so daß der Entfernungsmaßstab in der Nähe des Schirmmittelpunktes größer ist als in der Nähe des Schirmrandes.Furthermore, instead of a constant deflection speed for the radial deflection of the The beam across the screen surface also causes a deflection, which, according to another context, of the Deflection speed with the passage of time, use, for example, the speed decrease with increasing time, so that the distance scale is near the center of the screen is larger than near the edge of the screen.

Der Zweck der Phaseneinstellvorrichtung 15 besteht darin, die Ablenkrichtung auf dem Röhrenschirm einstellen zu können, die der Richtung eines anzuzeigenden Körpers im Räum entsprechen soll. Wenn beispielsweise das Gerät auf einem Schiff aufgestellt ist und die Röhre mit einer waagerechten-Lage ihres Schirms montiert ist, kann die Phaseneinstellvorrichtung so eingestellt werden, daß das Erscheinen eines Fleckes vom Schirmmittelpunkt aus auf der vom Funker abgewendeten Seite das;The purpose of the phaser 15 is in being able to adjust the deflection direction on the tube screen, that of the direction of a should correspond to the body to be displayed in the room. For example, if the device is on a ship is set up and the tube is mounted with its screen in a horizontal position, the phase adjuster can can be adjusted so that a spot appears from the screen center from on the side turned away from the radio operator that;

Auftreten eines anzumessenden Körpers in der Fahrtrichtung des Schiffes bedeutet.Means occurrence of a body to be measured in the direction of travel of the ship.

Der Sägezahngenerator 16 kann, statt in seiner Frequenz durch den Sender 7 gesteuert zu werden, auch selbst den Taktgeber darstellen, und kann bei jedem Sägezahnrücklauf die Aussendung eines Signalimpulses seitens des Senders 7 hervorrufen. Man kann aber auch einen derartigen getrennten Sägezahngenerator 16 vermeiden, wenn einTeil des Senders eine Spannung von geeigneter Kurvenform und Phasenlage für die Radlialablenkungssteuerung liefert.The sawtooth generator 16 can, instead of being controlled in its frequency by the transmitter 7, also represent the clock itself, and can emit a signal pulse with each sawtooth return on the part of the transmitter 7. But you can also have such a separate one Avoid sawtooth generator 16 when part of the transmitter is receiving a voltage of suitable waveform and provides phasing for radial deflection control.

Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß sowohlIt is not absolutely necessary that both

die Sende- wie die Empfangsantenne Richtantennen sind und beide rotieren; man kann vielmehr die eine oder die andere Antenne als ungerichtete Antenne ausführen und räumlich feststehend betreiben.the transmitting and receiving antennas are directional antennas and both rotate; one can rather the one or design the other antenna as an omnidirectional antenna and operate it in a spatially fixed manner.

Statt eine oder beide Antennen in der Weise, wie es bei Yagi-Antennen der Fall ist, mit einem scharfen Maximum auszustatten, kann man auch bei beiden Antennen für das Auftreten eines scharf ausgeprägten Minimums sorgen, so daß z. B. die Antenne ein Polardiagramm in Form einer Kardioide besitzen kann. Außerdem kann auch eine der beiden Antennen von dieser zuletzt erwähnten Art sein und die andere als Antenne ohne Richtungswirkung ausgeführt werden. In jedem dieser Fälle erscheint auf dem Schirm ein Leuchtfleck in einer Entfernung vom Schirmmittelpunkt, die dem Abstand des reflektierenden Körpers von den Antennen entspricht, und zwar einmal während jeder radialen Abtastung des Schirmes durch den Elektronenstrahl, mit Ausnahme derjenigen Abtastungen, die während der Lage des Körpers in der Richtung des Empfindlichkeitsminimums stattfinden. Das Echo eines einzelnen Körpers geringer Größe ruft daher auf dem Schirm eine kreisförmige Spur hervor, die an einem Punkt ihres Umfangs unterbrochen erscheint. Weitere ein Echo hervorrufende Körper, die in den Anzeigebereich des Gerätes gelangen und sich in verschiedenen Entfernungen vom Sender befinden, rufen ebenfalls kreisförmige Leuchtspuren mit je einer Unterbrechung auf dem Schirm hervor.Instead of one or both antennas in the way that yagi antennas do, use a sharp one To equip maximum, one can also use both antennas for the appearance of a sharply defined one Minimum care, so that z. B. the antenna a polar diagram in the form of a cardioid can own. In addition, one of the two antennas can also be of this last-mentioned type and the other are designed as an antenna with no directional effect. In each of these cases appears on the screen a light spot at a distance from the screen center, which is the distance of the reflective Body from the antennas, once during each radial scan of the screen by the electron beam, with the exception of those scans made during the Position of the body in the direction of the minimum sensitivity. The echo of a single one A small body therefore creates a circular trail on the screen, which at a Point of its scope appears interrupted. Further echoing bodies that are in the display area reach the device and are at different distances from the transmitter, also produce circular traces of light, each with an interruption, on the screen.

Ferner kann eine der beiden Antennen auch zwei in entgegengesetzten Richtungen auftretende Minima der Empfindlichkeit aufweisen, wie es bei Adcock-Antennen der Fall ist, während die andere Antenne ohne ausgesprochene Richtwirkung ausgeführt wird. Die Leuchtspur eines einzelnen Körpers ist in diesem Fall ebenfalls ein Kreis, der jedoch an zwei einander gegenüberliegenden Punkten unterbrochen erscheint. Wenn die Antenne ohne Richtwirkung in eine Antenne umgeschaltet werden kann, welche eine gewisse Richtwirkung besitzt und die Lage dieser Richtwirkung beispielsweise durch Umschaltung eines Reflektors oder durch mechanische Drehung desselben verändert wird, läßt sich die Doppeldeutigkeit der Anzeige dadurch beseitigen, daß die erwähnte Lage geändert wird und der Einfluß dieser Änderung auf die beiden Unterbrechungen beobachtet wird.Furthermore, one of the two antennas can also have two minima occurring in opposite directions of sensitivity, as is the case with Adcock antennas, while the other antenna is carried out without pronounced directivity. The tracer of a single body is in this one In the case of a circle, too, but interrupted at two opposite points appears. If the antenna can be switched to an antenna without directional effect, which one has a certain directional effect and the position of this directional effect, for example, by switching of a reflector or by mechanical rotation of the same, the ambiguity can be eliminated eliminate the display by changing the mentioned position and the influence of this Change is observed on the two interruptions.

Statt die Antennen mit Hilfe eines Motors kontinuierlich anzutreiben, kann man die Antennen auch von Hand drehen. Ein Ablenkkreis, wie er an Hand der Fig. 2 beschrieben ist, ist jedoch nur bei einer konstanten Antriebsgeschwindigkeit geeignet.Instead of the antennas with the help of a motor continuously the antennas can also be rotated by hand. A distraction circle like the one on hand of Fig. 2 is described, however, is only suitable at a constant drive speed.

Ein Gerät nach der Erfindung läßt sich ferner außen in einer feststehenden Bodenstation auch auf einem Schiff oder in einem Flugzeug betreiben.A device according to the invention can also be placed on the outside in a fixed ground station operate on a ship or on an airplane.

Die Erfindung kann für die Anwendung bei einem System abgeändert werden, bei welchem frequenzmodulierte Wellen ausgestrahlt werden und bei welchem die Entfernung der reflektierenden Körper vom Gerät dadurch gemessen wird, daß in jedem Augenblick die Frequenzdifferenz zwischen den ausgestrahlten und den reflektierten Wellen beobachtet wird.The invention can be modified for use in a system in which frequency modulated Waves are emitted and at which the distance of the reflecting body is measured by the device that at each instant the frequency difference between the transmitted and the reflected waves is observed.

Bei der Anwendung der Erfindung auf ein solches System kann man für eine Abstimmungsänderung des Empfängers innerhalb eines genügend großen Frequenzdifferenzbereichs sorgen und diese Änderung synchron mit jeder radialen Abtastung des Kathodenstrahls vornehmen. Die empfangenen reflektierten Signale werden den ausgesandten Signalen überlagert, und wenn die eingestellte Frequenz des Empfängers mit der Differenzfrequenz, die durch den Überlagerungsempfang erzeugt wird, zusammenfällt, tritt Resonanz ein. In Abhängigkeit von dem Auftreten dieses Resonanzfalles wird die Steuergitterspannung der Kathodenstrahlröhre geändert, so daß ein heller oder dunkler Fleck auf dem Schirm erscheint. Wegen des Synchronismus der kreisförmigen Ablenkung des Kathodenstrahls mit der Richtung der Aussendung und/oder des Empfangs und wegen des Synchronismus der radialen Ablenkung mit der Abstimmung des Resonanzkreises entspricht die Lage des Leuchtfleckes der Entfernung und der Richtung von den Antennen zum reflektierenden Körper.When applying the invention to such a system, one can request a change of vote of the receiver within a sufficiently large frequency difference range and this change perform synchronously with each radial scan of the cathode ray. The received reflected Signals are superimposed on the transmitted signals, and if the set frequency of the Receiver coincides with the difference frequency that is generated by the heterodyne reception, there is a resonance. Depending on the occurrence of this case of resonance, the Control grid voltage of the cathode ray tube changed, leaving a light or dark spot on the Screen appears. Because of the synchronism of the circular deflection of the cathode ray with the direction of transmission and / or reception and because of the synchronism of the radial The position of the light spot corresponds to the deflection with the tuning of the resonance circuit Distance and direction from the antennas to the reflective body.

Jede der Antennenanordnungen und Anzeigemethoden, die oben zusammen mit der Impulsaussendung beschrieben sind, läßt sich in gleicherweise bei dem erwähnten Frequenzmodulationssystem anwenden. Each of the antenna arrangements and display methods mentioned above along with the pulse emission can be used in the same way in the aforementioned frequency modulation system.

Claims

Claim:

Device for displaying the distance and direction of bodies from an observation point, in which there is a device for the transmission of pulse-shaped high-frequency signals of no more than ι ο μsec pulse duration and a receiving device for receiving the echoes of these signals with a cathode ray tube whose electron beam is light or dark controlled when an echo is received when each high-frequency signal is emitted, radially from the center of the screen deflected outwards and in the direction of the circumference also around the center of the screen is deflected around, characterized in that with the pulse-shaped high-frequency signals the full circle around .the observation point is scanned essentially horizontally and as a full circle area synchronously

reproducing diagram is recorded, which is a map-like representation of the environment of the observation point and that the pause between two consecutive pulse-shaped signals is longer than the sum of the transit times to the furthest away still with body to be displayed and back, preferably longer than two or three times this sum, and that the effective beam deflection in the radial direction of the luminescent screen already deflects the electron beam to the edge of the luminescent screen within the mentioned transit time sum.

Considered publications:

French Patent Nos. 837 278, 812975;

U.S. Patent No. 1,983,254;

German Patent Nos. 666178, 767425, 925198;

"Nature", London, Vol. 116, p. 357fr. (1925);

G. O. Proc. phys. Soc, Vol. 46, p. 853 ff. (1934).

1 sheet of drawings